DE2939657A1

DE2939657A1 - Bindemittel fuer papierstreichmassen

Info

Publication number: DE2939657A1
Application number: DE19792939657
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Chem. Dr. Guenther 6700 Ludwigshafen Addicks; Dipl.-Chem. Dr. Hans-Georg Bubam; Dipl.Chem. Dr. Dieter 6704 Mutterstadt Distler; Dipl.-Chem. Dr. Gerhard H. Mueller
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1979-09-29
Filing date: 1979-09-29
Publication date: 1981-04-16
Also published as: AU6278780A; AU538126B2; JPS5658097A; FI68853C; US4298513A; EP0026368A1; DE3060474D1; JPS6344879B2; FI802878A; ES8106030A1; EP0026368B1; ATE1108T1; FI68853B; ES495460A0

Description

Aus der QB-PS 1 174 274 sind Papierstreichmassen bekannt, die auf 100 Gew.-Teile eines feinteiligen Pigments l bis 25 Gew.-Teile eines synthetischen Binders enthalten. Der synthetische Binder besteht aus einer Mischung von Copolymerisaten A und B, wobei als Copolymerisat A auch ein Copolymerisat aus 20 bis 70 Gew.? Styrol und/oder Acrylnitril, 20 bis 80 Gew.? Butadien, 0 bis 30 Gew.% von Estern der Acrylsäure oder Methacrylsäure und 0 bis 10 Gew.X anderen äthylenisch ungesättigten Monomeren in Betracht kommt. Das Copolymerisat B hat einen K-Wert von 12 bis 40

und besteht aus 60 bis 95 Gew.? Estern der Acrylsäure oder Methacrylsäure, 5 bis 40 Gew.? äthylenisch ungesättigten Carbonsäuren und 0 bis 10 Gew.? anderen äthylenisch ungesättigten Monomeren, wobei die Mischung der Copolymerisate A und B 0,5 bis 10 Gew.? des Copolymerisates B enthält.

Aus der DE-PS 1 546 316 'ist ein Bindemittelgemisch für neutrale oder alkalische Papierstreichmassen bekannt, bei dem das Copolymerisat A der Bindemittelmischung aus 10 bis 60 Gew.? Butadien, 30 bis 60 Gew.? Styrol und/oder Acrylnitril und 10 bis 50 Gew.? Estern von äthylenisch ungesättigten Carbonsäuren mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen und ggf. bis 10 Gew.? anderen äthylenisch ungesättigten,

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copolymerisierbaren Verbindungen besteht. Das Copolymere.-sat B der Bindemittelmischung enthält 15 bis 55 (Jew./? Acrylsäure und/oder Methacrylsäure, ggf. bis zu 10 Gev.% Acryl- bzw. Methacrylsäureamid und 85 bis 45 Gew.Ji andere, wasserunlösliche Homopolymerisate bildende Monomere, z.B. Ester der Acrylsäure oder Methacrylsäure. Die Bindemittelmischung enthält 95 bis 60 Gew.-Teile des Copolymerisates A und 5 bis 40 Gew.-Teile des Copolymerisates B.

Die DE-OS 1 795 303 betrifft ein spezielles Verfahren zur Herstellung eines wäßrigen Latex, bei dem man eine Monomerenmischung aus 30 bis 80 Gew.-Teilen eines konjugierten Diolefins, 20 bis 70 Gew.Teilen eines Arylvinylmonomeren, 0,5 bis 10 Gew.-Teilen einer äthylenisch ungesättigten Carbonsäure und 0,1 bis 5 Gew.-Teilen eines äthylenisch ungesättigten primären Amids unter definierten Bedingungen polymerisiert. Die Latices werden als Bindemittel für Papierstreichmassen verwendet.

Die bekannten Dispersionen auf Basis von Butadien und Styrol sind zwar gute Pigmentbindemittel, jedoch ergeben sich bei der Verarbeitung der wäßrigen Disperisonen sehr störende Geruchsbelästigungen. Auch den Papieren, die mit Streichfarben beschichtet wurden, die die bekannten Butadienstyroldispersionen als Bindemittel enthalten, haftet noch der unangenehme Geruch der Dispersion an. Nachteilig bei den bekannten Bindemitteln auf Basis von Styrol und Butadien ist ferner die Tatsache, daß ihr Einsatz in Stärkestreichfarben nicht zu viskositätstabilen Produkten führt. Man erhält vielmehr Papierstreichmassen, deren Viskosität sich nach der Homogenisierung in unerwünschtem Maße erhöht (sogenannte Nachverdickung), so daß sich dadurch Schwierigkeiten bei der Verarbeitung ergeben.

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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Bindemittel für die Verwendung zur Herstellung von Papierstreichmassen zur Verfügung zu stellen, das ein verbessertes Geruchs- und Viskositätsverhalten sowie ein besseres Pigmentbindevermögen aufweist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch Verwendung wäßriger Dispersionen von Copolymerisaten aus

a) 25 bis 60 Gew.? Butadien oder Butadien und Acrylester, wobei der Gehalt des einpolymerisierten Butadiens

mindestens 15 Gew.? beträgt,

b) 40 bis 70 Gew.S Styrol,

c) 1 bis 5 % Maleinsäure oder Maleinsäureanhydrid und d) 1,5 bis 7 Gew.? Methacrylamid

als Bindemittel für Papierstreichmassen. 20

Die Copolymerisate enthalten als Componente a) 25 bis 60 Gew. ? Butadien. Ein Teil des einpolymerisierten Butadiens kann durch Acrylester von Alkoholen mit 1 bis 4 C-Atomen ersetzt sein. Der Mindestgehalt an einpolymerisiertem Butadien beträgt in diesem Fall 15 Gew.?. Der Gehalt an einpolymerisiertem Acrylester im Copolymerisat liegt zwischen 0 und 45, vorzugsweise zwischen 0 und 25 Gew.?. Als Acrylsäureester kommt vorzugsweise Acrylsäure-n-butylester in Betracht. Außerdem eigenen sich Acrylsäure-i-buty!ester, Arylsäure-tert.-butylester, Acrylsäurepropylester, Acrylsäureäthylester, Acrylsäuremethylester. Die Monomeren der Komponente a) sind vorzugsweise zu 25 bis 50 Gew.? am Aufbau des Copolymerisats beteiligt.

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Das Copolymerisat enthält als weiteren Bestandteil (Komponente b) UO bis 70, vorzugsweise 45 bis 65 Gew.X Styrol einpolymerisiert. Je höher der Styrolgehalt des Copolymerisates ist, desto härter sind die Copolymerisatelme. Eine Erhöhung des Styrolgehalts der Copolymerisate innerhalb des oben angegebenen Bereiches hat keinen wesentlichen Einfluß auf die Naßrupffestigkeit der Papierstriche; die Trockenrupffestigkeit der Papierstriche sinkt dagegen erwartungsgemäß mit zunehmender Härte der Copolymerisate.

Ersetzt man in den Copolymerisaten Butadien teilweise durch z.B. n-Butylacrylat, so lassen sich mit diesen Dispersionen gestrichene Papiere herstellen, deren Vergilbungsneigung verringert ist. Solange der Butadiengehalt im Copolymerisat 15 % nicht unterschreitet, bleiben die übrigen hervorragenden Eigenschaften der Dispersion und der damit hergestellten Pigmentstriche erhalten.

Ein weiterer wesentlicher Bestandteil des Copolymerisates ist die Komponente c) mit 1 bis 5 Gew.% Maleinsäure oder Maleinsäureanhydrid sowie die Komponente d) mit 1,5 bis 7 Gew.% Methacrylamid.

Die Auswahl der Komponenten e) und d) ist entscheidend, um geruchsarme wäßrige Dispersionen auf Basis von Butadien und Styrol herzustellen und ergibt außerdem Dispersionen, die beim Einsatz in Stärkestreichfarben zu einer nur unwesentlichen Viskositätserhöhung der Papierstreichmasse (Nachverdickung) führen. Dieser Befund war nicht vorhersehbar, weil beispielsweise der Ersatz des Methacrylamide durch Acrylamid wäßrige Dispersionen und auch Streichmassen mit hohen Viskositäten ergibt, die anwendung3technisch ungünstige Eigenschaften haben. Ersetzt man in dem erfindungsgemäß zu verwendenden Copolymerisat Maleinsäure oder Maleinsäureanhydrid durch Methacrylsäure oder Acrylsäure,

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spect£

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""so verschlechtert sich das Geruchsverhalten der wäßrigen Dispersion und der Papierstreichmassen erheblich. Stellt man dagegen Copolymerisate her, die kein Methacrylamid einpolymerisiert enthalten, so steigt die Teilchengröße der Dispersion, wodurch sich die Bindekraft verschlechtert. In dienern Falle ist es zwar möglich, durch Erhöhung des Kmulgatoranteils während der Polymerisation die Teilchengröße der Copolymerisatteilchen zu senken, jedoch erhält man dabei wflftrige Dispersionen, die in Papierstreichfarben instabil sind und in der Leimpresse schon nach kurzer Zeit Ablagerungen auf den Walzen bilden. Es war daher überraschend, daß durch die Auswahl der Komponenten a) bis d) des erfindungsgemäß zu verwendenden Copolymerisates wäßrige Polymerdispersionen erhalten werden, die sich durch ein besonders niedriges Geruchsniveau sowohl der wäßrigen Dispersion als auch des Polymerfilms und auch der gestrichenen Papiere auszeichnet. Die hohe Scherstabilität der orfindungspemäß zu verwendenden Dispersionen - sowohl in reiner Form als auch in der fertigen Papierstreichmasse gewährleistet auch auf der Leimpresse eine gute Verarbeitbarkeit der Dispersion.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden wäßrigen Dispersionen der Copolymerisate werden durch Copolymerisieren der Monomeren in wäßriger Emulsion nach an sich bekannten Verfahren hergestellt. Um die Monomeren in Wasser zu emulgieren, verwendet man die üblichen anionischen und/oder nichtionischen Emulgiermittel. Für die Initiierung der Polymerisationsreaktion verwendet man die bekannten radikalischen Polymerisationsinitiatoren, z.B. Peroxide, Hydroperoxide oder sogenannte Redoxkatalysatoren. Die Polymerisationsinitiatoren werden üblicherweise in einer Menge von 0,3 bis 1,5 Gew.?, bezogen auf die Monomeren, verwendet. Zur Regelung des Molekulargewichts können die üblichen Kettenüberträger, z.B. n-Dodecylmerkaptan,

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Cyclohexen oder Tetrachlorkohlenstoff, in Mengen von etwa 0,2 - 1 %_t bezogen auf die Monomeren, verwendet werden. Die Polymerisationstemperatur kann in einem weiten Bereich variiert werden, z.B. zwischen 60 und 100°C. Bei Verwendung von Redoxkatalysatoren gelingt es, die Monomeren auch in den Temperaturbereich zwischen 40 und 6O⁰C zu polymerisieren.

Die Polymerisatkonzentration in der wäßrigen Dispersion ^O kann in weiten Bereichen variiert werden. Aus wirtschaftlichen Erwägungen heraus werden Dispersionen mit einem hohen Peststoffgehalt angestrebt. Der Peststoffgehalt der wäßrigen Dispersionen beträgt daher vorzugsweise 20 bis 60 Gev.%.
15

Die erfindungsgemäß als Bindemittel zu verwendenden Copolymerisate können mit bekannten natürlichen Bindemitteln, wie Kasein oder Stärke kombiniert werden. Dabei verwendet man dann, jeweils bezogen^auf die Peststoffe, auf 1 Gew.-Teil des synthetischen Bindemittels 0,3 bis 3 Gew.-Teile eines oder mehrerer natürlicher Bindemittel. Die erfindungsgemäß zu verwendenden Copolymerisate können jedoch auch in Kombination mit bekannten Verdickerdispersionen, ohne zu Hilfenahme von natürlichen Bindemitteln in Papierstreichmassen eingesetzt werden. Geeignete Verdickerdispersionen sind beispielsweise aus der DE-PS 1 546 316 bekannt. Sie werden darin als Copolymerisat B bezeichnet. Diese Copolymerisate sind in wäßrip-.em Medium durch Zusatz von Basen verdickbar, d.h. die Viskositat der Copolymerisatlösung nimmt zu. Diese Copolymerisate enthalten 15 bis 55 Gevi.% Acrylsäure oder Methacrylsäure, 0 bis 10 Gew.% Acrylamid oder Methacrylamid und 85 bis 45 Gev.% hydrophobe, wasserunlösliche Homopolymerisate bildende Monomere, von denen mindestens 20 Gev.% Ester^i Acrylsäure oder Methacrylsäure mit aliphatischen C. bis u

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C^-Alkoholen sind. Als hydrophobe, äthylenisch ungesättigte Verbindungen kommen z.B, Acrylsäure- und Methacrylsäureester höherer aliphatischer, cycloaliphatischer oder aromatischer Hydroxy!verbindungen, Styrol, Vinylacetat, Vinylpropionat oder Acrylnitril in Betracht. Für die Herstellung von Papierstreichmassen werden Mischungen aus dem synthetischen Bindemittel und dem Verdickungsmittel verwendet, die 2 bis 50 Gew.? des synthetischen Ver-

dickungsmittels enthalten. 10

Die Papierstreichmassen enthalten auf 100 Gew.-Teile eines feinteiligen Pigments, 5 bis 25 Gew.-Teile des gemäß Erfindung zu verwendenden Copolymerisats als Bindemittel und 0,5 bis 15 Gew.-Teile eines natürlichen Bindemittels bzw. 0,5 bis 5 Gew.-Teile eines synthetischen Verdickungsmittels, wobei sich die angegebenen Gewichtsteile jeweils auf die Peststoffe beziehen. Sie werden hergestellt, indem man die einzelnen Komponenten miteinander mischt. Geeignete Pigmente sind vor allem Tonmineralien, Calciumcarbonate, Calciumaluminiumpigmente oder Titandioxid. Gegebenenfalls kann man den Papierstreichmassen auch noch andere Hilfsmittel zusetzen, z.B. Alkalilaugen, wie Natriumhydroxid, Calciumhydroxid oder Ammoniak oder auch Weißpigmente auf der Basis von wasserunlöslichen Harnstoff-Formaldehyd-Kondensations-Produkten oder die entsprechenden Melamin-Formaldehyd-Kondensationsprodukte sowie auch andere bekannte Papierhilfsstoffe, wie Harnstoff, Melamin, Melamin-Pormaldehyd-Harze oder Harnstoff-Formaldehyd-Harze.

Um eine gute Dispergierung der Stoffe in der wäßrigen Papierstreichmasse zu erreichen, verwendet man in der Regel 0,1 bis 5 Gew.J eines Dispergiermittels, z.B. niedrigmolekulare Polymerisate der Acrylsäure, besonders die Ammonium- oder Natriumsalze von Polyacrylsäure eines K-Wertes von 10 - 25. Die Reihenfolge, in der die einzelnen Komponenten der Papierstreichmasse gemischt werden,

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""ist für die Eigenschaften der erhaltenen Papierstreichmassen nicht entscheidend.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert. Die in den Beispielen angegebenen Teile sind Gewichtsteile, die Prozentangaben beziehen sich, sofern nichts anderes vermerkt ist, ebenfalls auf das Gewicht der Stoffe. Die K-Werte der Polymerisate wurde nach H. Pikentscher, Cellulosechemie T3, 58 - 64 und 71 - 74 (1932) in 0,5?iger wäßriger Lösung bei einer Temperatur von 25⁰C gemessen; dabei bedeutet K = k . 10 . Als Maß für die Pigmentbindung wurde die Trockenrupffestigkeit nach dem Standardprüfverfahren gemäß IGT-Test ermittelt.

15 Durchführung des Naßrupftests

Der Papierstreifen wird wie "bei der Trockenrupffestigkeitsprüfung auf das Kreissegment des IGT-Gerätes eingespannt. Auf die obere Druckscheibenachse wird eine 3,2 cm breite Druckscheibe, auf die untere Druckscheibenachse eine 2 cm breite, eingefärbte Druckscheibe aufgesetzt. Das Kreissegment mit dem eingespannten Prüfstreifen wird sodann in Rupfstellung gedreht. Die Druckeinstellung beträgt bei beiden Druckscheiben 70 kp. Nun tropft man zwischen Kreissegment mit eingespanntem Prüfstreifen und oberer Druckscheibe! 0,2 cm Wasser und rupft sofort mit konstanter Geschwindigkeit, deren Einstellung zwischen 18 - und 40 cm/s betragen soll, da das Wasser sonst eine zu kurze Einwirkungszeit hat.

Zur Auswertung mißt man die Parbintensität des PrüfStreifens und setzt den entsprechenden D-Wert in Relation zu einen im Vollton bedruckten Streifen.

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_{M Q} _- ... .. D-Wert Prüfstreifen . 100 Naßrupffestigkeit =

D-Wert Vollton

5 Geruchsprüfung

a) Triangel-Test, beschrieben in U.S. Dept. Agr., Bi-Annual Report, Bur. Agr. Econ. 1(1950)

b) Robinson-Test, beschrieben in Verpackungs-Rundschau (1961), Heft 3, S. 17 - 22

Es wird benotet: 1 = kein Geruch

bis 6 = starker Geruch 15

Die Viskositäten wurden mit einem Brookfieldviskosimeter in einem Schergefälle bei 20 bzw. 100 Umdrehungen pro Minute (Upm) gemessen.

A. Herstellung von Dispersionen auf Basis Butadien und Styrol

Dispersion 1: In einem 150 1 fassenden Polymerisationsreaktor werden 17 kg Wasser, 0,6 kg 15?ige wäßrige Natriumlaurylsulfatlösung, 0,1 kg 20%ige wäßrige Natriumlaurylsulfonatlösung und 1 g Tetranatrium-äthylendiamintetraacetat vorgelegt, mit Stickstoff gespült und auf 8O⁰C erwärmt. Wenn die Temperatur der Vorlage 8O⁰C erreicht hat, läßt man aus einem Zulaufgefäß 8 1 einer Emulsion innerhalb von 3 Minu-

30 ten zulaufen, die durch Mischen von 24 k? Butadien,
24. kg Styrol,

1 kg Maleinsäure,

2 kg Methacrylamid,

35 o,25 kg Tertiärdodecylmercaptan,

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2,6 kg einer 15*igen wäßrigen Natriumlaurylsulfat- "* lösung und 23 kg Wasser

erhalten worden ist. Aus einem zweiten Zulaufgefäß, in dem eine Lösung von 0,5 kg Ammoniumperoxodisulfat in 7 kg Wasser enthalten ist, wird innerhalb von 2 Minuten ein Liter dieser Lösung in den Polymerisationsreaktor dosiert. Die im Polymerisationsreaktor vorgelegte Mischung wird zunächst 20 Minuten bei 8O⁰C gerührt. Innerhalb von 4 Stunden wird dann der Rest der Monomeren-Emulsion und der Rest der Peroxodisulfatlösung zudosiert. Danach wird das Reaktionsgemisch noch 3,5 Stunden bei 8O⁰C nachpolymerisiert. Man erhält eine wäßrige Dispersion mit einem Feststoffgehalt von ca. 50 %. Die Polymerdispersion wird mit wäßrigem Ammoniak neutralisiert und daran anschließend unter vermindertem Druck mit Dampf behandelt, um sie zu desodorieren und die restlichen Monomeren zu entfernen. Die Polymerisatteilchen de^· Dispersion haben eine mittlere Teilchengröße von ca.

20 80 bis 200 nm. Die Dispersion ist sehr geruchsarm,

stippenfrei und niedrigviskos (Viskosität bei 20 Upm 400 bis 800 mPas, bei 100 Upm 150 bis 250 mPas).

Vergleichsdispersion 1: Ersetzt man die bei der Her-25 stellung der Dispersion 1 verwendete Menge an Methacrylsäureamid durch die selbe Menge Acrylamid, so steigt die Viskosität der wäßrigen Dispersion so stark an, daß sie nicht mehr gepumpt werden kann und damit auch für die weitere Verarbeitung unbrauchbar 30 ist.

Vergleichsdispersion 2; Die unter Dispersion 1 gegebene Vorschrift wird dahingehend abgewandelt, daß an Stelle des Methacrylamids 1,5 kg (3 %) Acrylamid eingesetzt wird. Auch in diesem Fall erhält man eine wäß-

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rige Dispersion, deren Viskosität bei pH 6 und einem Peststoffgehalt von 50 % ungünstige Verarbeitungseigenschaften aufweist. Die Viskositäten betragen bei 20 Upm 2800 bis 3600 mPas und bei 100 Upm 1000 bis 1300 mPas.

Die Viskosität der wäßrigen Dispersionen soll, um eine gute Verarbeitbarkeit zu gewährleisten, bei 20 Upm unterhalb von 1000 mPas und bei 100 Upm unterhalb von 400 mPas liegen.

Vergleichsdispersion 3: Stellt man nach der unter Dispersion 1 angegebenen Vorschrift eine Dispersion her, die kein Methacrylamid einpolymerisiert enthält, so erhält man eine grobteiligere Dispersion.

Streichfarben, die diese Dispersion als Bindemittel enthalten, ergeben bei einem Bindemittelgehalt unterhalb von 10 % nicht zufriedenstellende Werte für die Trockenrupffestigkeit der gestrichenen Papiere.

Vergleichsdispersion 4: Stellt man eine Dispersion gemäß der Vorschrift für die Dispersion 1 her, ersetzt jedoch die Maleinsäure durch die selbe Menge a) Methacrylsäure oder in einem anderen Polymerisationsansatz durch
b) Acrylsäure,

so erhält man in beiden Fällen eine wäßrige Dispersion, die einen unangenehmen Geruch hat, der sich auch am Polymerfilm bzw. am Papier

wiederfindet, das mit Papierstreichmassen gestrichen ist, die diese Copolymerdispersionen als Bindemittel enthalten.

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ΛΙ

Bei der Geruchsprüfung, die von 15 Personen durchgeführt wurde, wurde übereinstimmend an den acrylsäure- bzw. methacrylsäurehaltigen Dispersionen ein signifikant stärker unangenehmerer Geruch festgestellt als an der maleinsäurehalti-

gen Dispersion 1.

Vergleichsdispersion 5: Nach der unter Dispersion 1 angegebenen Vorschrift wird eine weitere Dispersion hergestellt, die jedoch anstelle von Maleinsäure die selbe Menge Fumarsäure enthält. Aufgrund der schlechten Wasserlöslichkeit der Fumarsäure treten schon bei der Dosierung der Fumarsäure Verstopfungen an den Dosier- und Filtriereinrichtungen auf. Die erhaltene

15 Dispersion wies außerdem Stippen auf.

Verzichtet man auf den Zusatz von carboxylgruppenhaltigen Monomeren bei der Herstellung der Dispersionen, so sinkt die Verträglichkeit der Dispersionen mit Pi/*- menten. Außerdem steigt die Viskosität von stärkehaltigen Papierstreichmassen bei der Lagerung so stark an, daß die Massen auf Schnellaufenden Streichmaschinen nicht mehr verarbeitet werden können.

Vergleichsdispersion 6: Nach der unter Dispersion 1 angegebenen Vorschrift wird eine Dispersion hergestellt, bei der in Abänderung der Vorschrift keine Maleinsäure jedoch insgesamt 2,5 kg (5 %) Methacrylamid eingesetzt werden.

Dispersion 2: Nach der unter Dispersion 1 gegebenen Vorschrift wird eine wäßrige Dispersion hergestellt, die anstelle von 2 jetzt 2,5 kg (5 %) Methacrylsäureamid einpolymerisiert enthält.

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'"Β. Herstellung von Papierstreichmassen Beispiel 1

In 200 g Wasser, das 1,2 g Polyphosphat und 0,¹I g Natronlauge gelöst enthält, werden 400 g eines Streichclay unter Einwirkung hoher Scherkräfte (Dissolver) eingetragen und 20 Minuten dispergiert. In diese Pigmentsuspension werden dann unter Rühren 160 g einer 3O5Gigen wäßrigen Lösung einer oxidativ abgebauten Kartoffelstärke und 32 g der 50?igen wäßrigen Dispersion 2 gegeben.

Zum Vergleich wird eine Streichfarbe hergestellt, die anstelle der Dispersion 2 32 g der 50£igen wäßrigen Vergleichsdispersion 6 enthält.

Von beiden Streichfarben wird die Viskosität bei einem Feststoffgehalt von 56 % und pH 7 nach einer Stunde und nach einer Standzeit von 4 Stunden gemessen. Besonders störend für die Verarbeitung ist die starke Neigung zur Nachverdickung bei Verwendung der Vergleichsdispersion zur Herstellung der Streichfarben. Die Papierstreichmassen hatten folgende Viskositäten:

Viskosität [mPasJ gemessen

Papierstreichmasse ent	6	bei	20 Upm	4 h	2	100	Upm
haltend als Bindemittel	4	nach	40 500	1
	1 h	4 500	1 h	4 h
Vergleichsdispersion 6	000		240	10 000
Dispersion 2	000		200	1 1150

Bei anwendungstechnisch brauchbaren Papierstreichmassen darf die Viskosität bei 100 Upm nach einer Stunde und nach Stunden einen Wert von 2 500 mPas nicht übersteigen. Die mit der Vergleichsdispersion 6 erhaltene Papierstreichmasse ist daher nicht brauchbar.

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"Nach der unter Dispersion 1 angegebenen Vorschrift wurden weitere Dispersionen und Vergleichsdispersionen hergestellt und gemäß Beispiel 1 für die Bereitung von Papierstreichmassen verwendet. In der Tabelle I sind die Zusammensetzungen der Poljnnerisatdispersionen sowie die Werte für die Trokcken- und Naßrupffestigkeit von Pigmentstrichen zusammengestellt.

10

20 25 30 35

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Tabelle I Dispersion Nr.

Vergleichsdispereion

Bu St iBA nBA MS MAM sonstige Trockenrupf-

feetipkeit

% % % % t t cm/sec

Naßrupf- Bemerkungen festigkeit

1 2

5 6

3 6

7 8

Bu: Butadien-1,3 St: Styrol iBA: Isobutylacrylat nBA: n-Butylacrylat

17	,5	17
16	VJl	16,5
17		17
20	,5	18
31		10
30	65

2 2 1 2

1 5

1.5 2

20

2,5 3 2 3

18

17,5 17,5 -

197 203 200 118 183 92

17	-	2	3	,5 AS	192
17	.5 - - -	2	3	MAS	172
MS:	Maleinsäure
MAM:	Methacrylamid
AS:	Acrylsäure
MAS:	Methacrylsäure

18 Dispersionen

62 haben sehr nie-

56 deres Qeruchs-

I7 niveau und las-

37 sen sich put

I7 verarbeiten

12 Farbe ist nicht stabil auf der Leimpresse

15 Viskosität der Stärkeetreichfarbe zu hoch

27 starker Geruch 25 starker Geruch

O O

Ui

O V

O O

K) CD CO CD CD

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11

^Beispiel 2

In 200 kg Wasser, das 1,2 g Natriumsalz der Polyacrylsäure und 0,4 g Natriumhydroxid gelöst enthält, werden 400 g eines englischen Steichclay unter Einwirkung hoher Scherkräfte (Dissolver) eingetragen und 20 Minuten dispergiert. In diese Pigment anschlämmung werden 84 kg der 50J?igen Dispersion 1 und 7 kg der aus DE-PS 15 46 316, Beispiel 1 bekannten 30iigen Verdickerdispersion, bestehend aus 75 % Äthylacrylat, 20 % Acrylsäure und 5? Acrylamid unter Umrühren zugegeben. Anschließend wird die Streichfarbe mit 20Jiger Natronlauge auf pH 8 - 9 und der Feststoffgehalt mit Wasser auf 58 % eingestellt.

Zum Vergleich wird eine Papierstreichmasse mit der Vergleichsdispersion 4b (entsprechend DE-PS 15 46 316) mit entsprechendem Feststoffgehalt und entsprechender Viskosität (ca. 1000 mPa . s/100 UpM Brookfield) hergestelJt.

20 Beide Streichfarben werden mittels eines blade-coaters beidseitig auf holzhaltiges Streichrohpapier bei einer

Geschwindigkeit von 800 m/min aufgetragen, der Streichauftrag ist 11 g/m /Seite. Anschl: in einem Superkalander satiniert.

auftrag ist 11 g/m /Seite. Anschließend wird das Papier

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-χ-

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Die Prüfung der gestrichenen Papiere ergab folgende Befunde:

10 15

Dispersion 1	Tr0cken rupf fe stigkeit	Naßrupffe stigkeit	Geruch (gemäß Robin son-Test)
	cm/sec		Note
	0S^1} 61	30,1	2
	ss²⁾ 71	49
Vergleich ent
sprechend	OS 49	20,7	4
DE-PS 15 46 316	SS 54	33,3

' Oberseite des Papiers
' Siebseite des Papiers

Die mit Dispersion 1 erhaltenen Papiere wiesen gegenüber dem Vergleichsbeispiel eine mehr als 20 % höhere Trockenrupffestigkeit und eine um ca. 50 % höhere Naßrupffe- . stigkeit auf. Außerdem riecht das mit Dispersion 1 gestrichene Papier erheblich weniger als das mit der Vergleichsdispersion gemäß DE-PS 15 46 316 erhaltene.

25

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Claims

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Patentanspruch

U Verwendung wäßriger Dispersionen von Copolymerisaten aus

a) 25 bis 57,5 Gew.% Butadien oder Butadien und Acryl-5 säureester, wobei der Gehalt des einpolymerisierten

Butadiens mindestens 15 Gew.% beträgt,

b) HO bis 70 Gew.? Styrol,

10 c) 1 bis 5 Gew.% Maleinsäure oder Maleinsäureanhydrid und

c) 1,5 bis 7 Gew.% Methacrylamid

15 als Bindemittel für Papierstreichmassen.

³⁵ 359/79 Ks/Rei 27.09.1979 {

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